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1、哈尔滨工业大学（威海）土木工程钢结构课程设计计算书学 号:指导教师:二零_五年七月土木工程系钢结构平台设计计算书一、设计资料某厂房内工作平台，平面尺寸为18X9m2（平台板无开洞），台顶面标高 为+4.000m，平台上均布荷载标准值为12kN/m2，设计全钢工作平台。二、结构形式平面布置，主梁跨度9000mm，次梁跨度6000mm，次梁间距1500mm，铺 板宽600mm，长度1500mm，铺板下设加劲肋，间距600mm。共设8根柱。图1全钢平台结构布置图三、铺板及其加劲肋设计与计算1、铺板设计与计算（1）铺板的设计铺板采用6mm厚带肋花纹钢板，钢材牌号为Q235，手工焊，选用E43型焊条，钢
2、材弹性模量E = 2.06 x 105N/mm2，钢材密度P = 7.85 x 103kg/mm3。（2）荷载计算平台均布活荷载标准值：q lk = 12 kNjm 26mm厚花纹钢板自重： q& = 0.46kNm2恒荷载分项系数为1.2,活荷载分项系数为1.3。均布荷载标准值：q = 0.46 +12 = 12 kNm 2均布荷载设计值：q k = 0.46 x 1.2 +12 x 1.4 = 17.35 kN/m 2（3）强度计算花纹钢板b a = 1500 600 = 2.5 2.0，取a= 0.100，平台板单位宽度最大弯矩设计值为：M =aqa2 = 0.100 x 16.15 x
3、 0.62 = 0.6264kN m maxM_ = 6Mmax = 6 x OB = 87 n，.mm2 215 N mm2 yWyt 21.2 x 0.0062（4）挠度计算取 p = 0.110, E = 2.06 x 105 N / mm 2q a 3 kEt 3=0.110 x12.46 x 10-3 x 60032.06 x 105 x 6311 166 150设计满足强度和刚度要求。2、加劲肋设计与计算I图2加劲肋计算简图（1）型号及尺寸选择选用钢板尺寸一80x 6，钢材为Q235。加劲肋与铺板采用单面角焊缝，焊角尺寸6mm，每焊150mm长度后跳开50mm。此连接构造满足铺板与
4、加劲肋作为整体计算的条件。加劲肋的计算截面为图所示的T形截面，铺 板计算宽度为15t=180mm，跨度为1.5m。（2）荷载计算加劲肋自重：0.08 x 0.66 x 78.5 = 0.003768 kNm均布荷载标准值：q k = 12.5 x 0.6 + 0.003768 = 7.51 km均布荷载设计值：q d = 17.35 x 0.6 +1.2 x 0.03768 = 10.455 kN/m（3）内力计算简支梁跨中最大弯矩设计值M = = x 180x 63 +180x 6 x （16.2 - 3）2 +1 x 83 x 6 + 80x 6 x （16.2 - 40）21212=87
5、3680mm 4支座处抗剪面积只计铺板部分，偏安全仍取180mm范围，则气=180 x 6 = 1080mm 2（5）强度计算受拉侧应力最大截面塑性发展系数取1.20， x 10.455 x 1.52 = 2.94kN - m支座处最大剪力设计值V = 10.455 x 1-52 = 7.84kN（4）截面特性计算180 x 6 x 3 + 80 x 6 x 46截面形心位置：y = 16.2mmc180 x 6 + 80 x 6受弯计算:2.94 x 106 x 69.81.2 x 873680=195.74N/ mm2 215N/mm2受剪计算:VSIt7.84 x 103 x 1080x
6、 13.2873680x6=21.39 N： mm2 125 N； mm2截面惯性矩：四、平台梁设计与计算铺板铺板下加劲肋 间距0* 6m-.JX匠巳匕巳7/7巳7、7G 0 0 0ssJXslfJImm图3中间次梁计算简图1、中间次梁设计与计算计算简图：将次梁看作两端简支于主梁的弯曲构件，梁跨6m。次梁的荷载 主要是由铺板一加劲肋传来相隔0.6m分布的集中力，但这一荷载可作为均 布荷载考虑。选用热轧普通工字钢，设置主次梁，次梁与主梁做成铰接连接。主梁与柱子 做成铰接。（1）初选截面次梁跨中均布线荷载设计值：q； = 10.455 x 1.5J0.6 = 26.14 kNjm 次梁跨中弯矩设计
7、值：M= x26.14x62 =117.62kN -m最小截面模量：W = Mx皿=117.62 = 521.02cm3x,mimy f 1.05 x 215选用热轧普通工字钢I28b,W = 534.4cm3，r = 47.86kgjm，I = 7481cm4，S = 312.3cm3，t = 10.5mm均布荷载标准值:q = 7.51 x 1.5J0.6 + 43.47 x 10 一 2 = 19.21 kNm均布荷载设计值:q b = 26.14 +1.2 x 43.47 x 10-2 = 26.71 kNm(3) 内力计算M= x 26.71 x 62 = 120.20kN - m
8、；(4) 强度计算V = 26.71 x 62 = 80.13kN受弯计算:120.20 x 1061.05 x 534.4 x 103=214.42Nmm2 215 Nmm2受剪计算:VS头1180.13 x 103 x 312.3 x 1037481x 104 x 10.5=31.86 N mm2 125 N mm2（5）挠度计算v _5qB3 _5 x 19.25 x 600031 , 11 384eT 384 x 2.06 x 105 x 7481 x 104 351 旬 2、边次梁设计与计算计算简图：将次梁看作两端简支于主梁的弯曲构件，梁跨6m。次梁的荷 载主要是由铺板一加劲肋传来相
9、隔0.6m分布的集中力，但这一荷载可作为 均布荷载考虑。但由于荷载较小，为方便与主梁和次梁链接，采用和中间次梁一样的型钢I28b.3、主梁设计与计算（1）计算简图主梁与柱子两端为铰接，主梁计算简图及其内力分布图如下所示1500L50015OCIL5OG1500L500900006, 9&kN as.我5场2d1. 54lcN 1212. 19kN82-131971 16ktJ;ia 1095. 03kN;m图4计算简图及内力设计值分布图(2) 截面初选：对跨中6等分点处作用5个相等集中荷载的简支梁，挠度 计算系数3 =0.102，平台梁允许挠度l/400=22.5mm。钢材选用Q345，钢材强
10、度设计值取310Nmm2。图5组合主梁设计梁的最小高度hmin=2 x 0.102 x90002 x 3192.06 x 105 x 22.5 x 1.39=795mm梁的弯矩设计值先根据计算得到的次梁梁端反力近似取为M = 2 x 1.1 x (2.5 x 80.13 x 4.5 - 80.13 x 3.0 - 80.13 x 1.5) = 1189.933 - m 其中系数1.1是考虑主梁自重后的附加系数，则所需截面模量为W = 1189.93x 106 = 3839cm 3 x 310经济高度21h 1 = 3 x 38395 = 81.43cm； h 七=7 x 38393 30 =
11、76.60cm取h=800mm为初选截面高度。.80 主梁腹板的初选厚度为= 0.813cm主梁腹板的初选厚度为w,21.2 x 2 x 80.13 x 103 x 2.5760 x 180=3.51mm其中考虑翼缘板可能厚度后，取hw=760mm，选腹板厚度为8mm。主梁翼缘的经济宽度为800/5800/3，即160mm266.67mm。初选为250mm， 梁翼缘厚可近似的估算：0.8M0.8 x 1189.93 x 106yhbT = 800 x 250 x 310 = 15.35mm式中0.8系考虑腹板抗弯能力后对翼缘所需承载力的折减。这样初选截面为：800mmX250mmX16mmX8
12、mm。(3) 截面的几何性质计算:截面面积:惯性矩：截面模量:A = 2 x 250 x 16 + (800 -16 x 2) x 8 = 14144mm 212I = (250 x 8003 -242 x7683)= 1531472555mm 4 xW =L = 1531472555 = 3828681mm 3 x 400400翼缘与腹板交界处面积矩：七=250 x 16 x 398 = 1568000mm3形、轴处面积矩$ = +(400 -16)2 x 8 x 2 = 2157824mm3作用于主梁上的集中力标准值Ubsk X6.0 = EN作用于主梁上的集中力设计值广4bs X 6.0
13、 = 160.26kN主梁自重的标准值并考虑构造系数1.05后q = 1.05Ap = 1.05 x 14144 x 10一6 x 78.5 = 1.17 kN/m主梁自重的设计值：q = 2qk = L40kNm（5）内力计算梁端反力设计值V = 25 p + 4.5q = 2.5 x 160.26 + 4.5 x 1.40 = 406.95kNM = 0kN - m集中力作用处剪力及弯矩设计值V2左=匕-1.5q = 406.95 -1.5 x 1.40 = 404.85kN； V2左=V2右-p = 244.59kNM2 = 1.5 x 406.95 - 0.5 x 1.52 x 1.4
14、0 = 608.85kN - mV3左=V2右一1.5q = 242.49kN； V3右=V3左一p = 82.23kNM3 = 3.0x 406.95 -1.5 x 160.2 - 60.5 x92 x 1.40 = 974.16kN - m跨中及弯矩设计值匕左=匕右 T5q = 80.13kN；匕右=匕左-p = -80.13kNM = 4.5 x 406.95 -1.5 x 160.26 - 3 x 160.26 - 0.5 x 4.52 x 1.40 = 1095.93kN - m 3（6）强度计算1095.93 x 1061.05 x 3828681跨中截面4：=272.61 Nmm 2 310 N-mm 2跨中截面翼缘与腹板交界处1095.93 x 768 x 1062x1531472555=274.79 Nmm 2
